Sciolto l’enigma delle Cefeidi

Il dilemma sulla massa delle Cefeidi, un particolare tipo di stelle la cui luminosità varia ciclicamente, sembra essere giunto al suo capolinea. Negli ultimi quarant’anni infatti due teorie, quella sulla pulsazione e quella sull’evoluzione stellare hanno letteralmente diviso la comunità internazionale degli astronomi, fornendo previsioni sulla massa delle Cefeidi piuttosto diverse tra loro. Ora però un team internazionale di astronomi, tra cui Giuseppe Bono dell'Università di Tor Vergata e dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, è riuscito a misurare la massa di una Cefeide con una incertezza piccolissima, solo l’1 per cento. E’ stato possibile raggiungere questa precisione nella misura perché la Cefeide oggetto dell’osservazione si trova in un sistema binario soggetto a eclissi periodiche. Questi sistemi, infatti, consentono una misura della massa dinamica degli oggetti che compongono il sistema binario che è indipendente da calcoli teorici. Il risultato è in buon accordo con le predizioni del modello teorico pulsazionale, basato su parametri osservativi quali il periodo delle variazioni di luminosità e il raggio medio. Ma al di là dell’eccezionale precisione raggiunta dalla misura, questo risultato è di fondamentale importanza per migliorare la stima delle dimensioni e dell’età nell’universo, poiché le Cefeidi sono utilizzate dagli astronomi per determinare la distanza delle galassie che le ospitano.

 “Il sistema di stelle che abbiamo studiato è quanto di meglio il Cosmo potesse metterci a disposizione per questo tipo di misure” dice Giuseppe Bono, co-autore dell’articolo in cui vengono presentati i risultati della misura della Cefeide, pubblicati nel numero del 25 novembre della rivista Nature. “Dalla Terra infatti i due astri orbitano esattamente di taglio. Questa fortunata e finora unica configurazione osservativa causa delle eclissi periodiche tra le due stelle, che è stato possibile misurare nelle regolari diminuzioni della luce proveniente da questo sistema. Grazie alla precisione e stabilità della strumentazione utilizzata, siamo così riusciti a misurare la massa della Cefeide con una precisione senza precedenti”.

Gli astronomi hanno scovato questo sistema stellare grazie al progetto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), che ha mappato in modo sistematico le stelle variabili appartenenti alle Nubi di Magellano, due galassie satelliti della nostra. OGLE-LMC-CEP0227 - questa la sigla della coppia di astri che si trova nella Grande Nube di Magellano, a circa 160.000 anni luce da noi - è stata studiata con lo strumento HARPS all’Osservatorio di La Silla in Cile dell’European Southern Observatory (ESO) e con lo strumento MIKE disponibile all'Osservatorio di Las Campanas, sempre in Cile, per ricavare le misure delle loro velocità relative. Da questi dati è stata poi calcolata la massa della variabile Cefeide, pari a 4,14 volte quella del nostro Sole.

Questa misura è in buon accordo con le predizioni dei modello pulsazionali e consentirà un significativo miglioramento delle assunzioni fisiche adottate per calcolare sia i modelli evolutivi che quelli pulsazionali. Per riuscire nell’intento saranno però necessarie ulteriori indagini e osservazioni. “Quello che è certo è che grazie a questa misura possiamo comprendere meglio le leggi fisiche che regolano le proprietà di questi astri” prosegue Bono. “E questa conoscenza renderà ancora più affidabile l’utilizzo delle Cefeidi come “metro campione”: la misura delle distanze delle galassie e più in generale delle dimensioni dell’universo saranno decisamente più accurate”.

Marco Galliani/INAF